磁场对电流的作用教案

时间：2024-09-25 13:58:04 教案我要投稿

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磁场对电流的作用教案

　　作为一名教师，可能需要进行教案编写工作，教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。写教案需要注意哪些格式呢？下面是小编为大家整理的磁场对电流的作用教案，仅供参考，欢迎大家阅读。

磁场对电流的作用教案

磁场对电流的作用教案1

　　基础知识梳理：

　　一、磁场对通电直导线的作用安培力

　　1、大小：在匀强磁场中，当导线方向与磁场方向一致时F安= ;当导线方向与磁场垂直时，F安= 。

　　2、方向：用定则判定。

　　3、注意：F安=BIL的适用条件：①一般只适用于匀强磁场;②L③如果是弯曲的通电导线，则L是指有效长度，它等于导线两端点所连直线的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端.

　　二、安培力的应用

　　(一)、安培力作用下物体的运动方向的判断

　　1、电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。

　　2、特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向。

　　3、等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。

　　4、利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互 ;，反向电流相互 ;②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。利用这些结论分析，可以事半功倍.

　　(二).处理相关安培力问题时要注意图形的变换

　　安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面，即一定垂直于B和I，但B和I不一定垂直.有关安培力的力、电综合题往往涉及到三维立体空间问题，如果我们变三维为二维便可变难为易，迅速解题。

　　典型例题：

　　1、通电导线或线圈在安培力作用小的平动和转动问

　　[例1](1) 如图，把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示方向的电流时，线圈将怎样运动?_________________

　　(2)如图所示，有一根竖直长直通电导线和一个通电三角形金属框处在同一平面，直导线和ab平行，当长直导线内通以向上的电流时，若不计重力，则三角形金属框架将会( )

　　A、水平向左运动 B、水平向上运动 C、处于静止状态 D、会发生转动

　　[例2] 、一矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO转动,它处在与OO垂直的匀强磁场中(如图).在磁场作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置.则平衡后：( )

　　A.线框四边都不受磁场的作用力.

　　B.线框四边受到指向线框外部的.磁场作用力,但合力为零.

　　C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

　　D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

　　2、安培力参与的动力学的问题

　　[例3] 、如图所示，通电导体棒AC静止于水平轨道上，棒的质量为m，长为L，通过的电流为I，匀强磁场的磁感强度为B，方向和轨道平面成角。求轨道受到AC棒的压力和摩擦力各多大。

　　[例4]如图所示，电源电动势E=2V，内阻r=0.5 ，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，R=0.5，它与导轨间的动摩擦因数=0.4，有效长度为l=0.2m，靠在导轨的外面，为使金属棒不滑动，应加一与纸面成30与棒垂直且向里的磁场，问：

　　(1)此磁场是斜向上还是斜向下?

　　(2)B的范围是多少?

　　[例5]如图所示，一个密度=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环，处于径向对称方向发散的磁场中，环上各处的磁感应强度为B=0. 35 T，若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I=10 A，并保持△t=0. 2 s，试分析：环将做什么运动?运动的距离是多少?(不计空气阻力，g= 10 m/s2)

磁场对电流的作用教案2

　　(一)教学目的

　　1.知道磁场对通电导体有作用力。

　　2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方向随着改变。

　　3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。

　　4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。

　　5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。

　　(二)教具

　　小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多)，两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接)，支架(吊铝箔筒用)，如课本图12-10的挂图，线圈(参见图12-2)，抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。

　　(三)教学过程

　　1.引入新课

　　本章主要研究电能；第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器--电动机。

　　出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。

　　提问：电动机是根据什么原理工作的呢？

　　讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。

　　2.进行新课

　　(1)通电导体在磁场里受到力的作用

　　板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉

　　介绍实验装置，将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上，使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12-9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻，受力后容易运动，以便我们观察。

　　演示实验1：用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路)，让学生观察铝箔筒的运动情况，并回答小黑板上的题1：给静止在磁场中的铝箔筒通电时，铝箔筒会_____，这说明_____。

　　板书：〈1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

　　(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关

　　教师说明：下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

　　演示实验2：先使电流方向相反，再使磁感线方向相反，让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2：保持磁感线方向不变，交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变，交换磁极以改变磁感线方向，铝箔筒运动方向会______，这说明______。

　　归纳实验2的`结论并板书：〈2.通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。〉

　　(3)磁场对通电线圈的作用

　　提问：应用上面的实验结论，我们来分析一个问题：如果把直导线弯成线圈，放入磁场中并通电，它的受力情况是怎样的呢？

　　出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替)，并出示如课本上图12-10的挂图(此时，图中还没有标出受力方向)。

　　引导学生分析：通电时，图甲中ab边和cd边都在磁场中，都要受力，因为电流方向相反，所以受力方向也肯定相反。提问：你们想想看，线圈会怎样运动呢？

　　演示实验3：将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过，让学生观察线圈的运动情况。

　　教师指明：线圈转动正是因为两条边受力方向相反，边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。

　　提问：线圈为什么会停下来呢？

　　利用模型和挂图分析：在甲图位置时，两边受力方向相反，但不在一条直线上，所以线圈会转动。当转动到乙图位置时，两边受力方向相反，且在同一直线上，线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。

　　板书结论：〈3.通电线圈在磁场中受力转动，到平衡位置时静止。〉

　　(4)讨论

　　①教材中的"想想议议"。

　　②小黑板上的题3：通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能，得到了______能。

　　3.小结：板书的四条结论。

　　4.作业(思考题)：电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时，还有些问题需要我们解决，比如：通电线圈不能连续转动，而实际电动机要能连续转动，这个问题同学们先思考，下节我们研究。

　　(四)说明

　　1.受力方向与电流方向和磁感线方向垂直，这一点不能从实验直接得到(因为运动方向并不一定是受力方向)，且与后面学习联系不大，本教案没讲这一点。

　　2.教案最后的思考题是为下节学习作准备。

磁场对电流的作用教案3

　　课前预习

　　一、安培力

　　1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．

　　2.大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.

　　（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.

　　(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。

　　3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．

　　二、磁电式电流表

　　1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.

　　2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。

　　3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。

　　课前预习答案

　　○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高

　　重难点解读

　　一、对安培力的认识

　　1、安培力的性质：

　　安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。

　　2、安培力的作用点：

　　安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。

　　3、安培力的方向：

　　（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。

　　（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。

　　（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的`，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。

　　4、安培力的大小：

　　（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。

　　（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。

　　（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。

　　（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

　　二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法

　　（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.

　　（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.

　　（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

　　（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.

　　典题精讲

　　题型一、安培力的方向

　　例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

　　解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。

　　答案：向左偏转

　　规律总结：安培力方向的判定方法：

　　（1）用左手定则。

　　（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

　　（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

　　题型二、安培力的大小

　　例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力

　　A. 方向沿纸面向上，大小为

　　B. 方向沿纸面向上，大小为

　　C. 方向沿纸面向下，大小为

　　D. 方向沿纸面向下，大小为

　　解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。

　　答案：A

　　规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

　　题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动

　　例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。

　　解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。

　　答案：减小零

　　规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法，（3）等效法，（4）转换研究对象法

　　题型四、安培力作用下的导体的平衡问题

　　例4、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：

　　(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

　　(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

　　解析：从b向a看侧视图如图所示．

　　(1)水平方向：F＝FAsin θ①

　　竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②

　　又 FA＝BIL＝BERL③

　　联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.

　　(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg

　　Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

　　答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右

　　规律总结：对于这类问题的求解思路：

　　（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图

　　（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定

　　（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程

　　（4）解方程求解并验证结果

　　巩固拓展

　　1. 如图，长为的直导线拆成边长相等，夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为，当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小为

　　（A）0 （B）0.5 （C）（D）

　　答案：C

　　解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为。选C。

　　本题考查安培力大小的计算。

　　2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )

　　A．如果B＝2 T，F一定是1 N

　　B．如果F＝0，B也一定为零

　　C．如果B＝4 T，F有可能是1 N

　　D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行

　　答案：C

　　解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0

　　3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是( )

　　A．把磁铁的N极和S极换过来

　　B．减小通过导体棒的电流强度I

　　C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

　　D．更换磁性较小的磁铁

　　答案：C

　　解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确．

　　4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )

　　A．磁铁对桌面的压力减小

　　B．磁铁对桌面的压力增大

　　C．磁铁受到向右的摩擦力

　　D．磁铁受到向左的摩擦力

　　答案：AD

　　解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．

　　5．.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示.，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是

　　A.①② B.③④ C.①③ D.②④

　　答案： A

　　解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零.故①②正确，选A.

　　6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( )

　　A．b也恰好不再受安培力的作用

　　B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上

　　C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下

　　D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下

　　答案：D

　　解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．

　　7．如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( )

　　A．导线a所受合力方向水平向右

　　B．导线c所受合力方向水平向右

　　C．导线c所受合力方向水平向左

　　D．导线b所受合力方向水平向左

　　答案：B

　　解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．

　　8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______.

　　答案：两两相互吸引,相聚到三角形的中心

　　解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力.

　　9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 .

　　答案：

　　解析：由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程：

　　mgsin45°=Fcos45°，即

　　mg=F=BIL 可得B＝ .

　　10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______.

　　答案：；位移的方向向下

　　解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知

　　kx2=mg+nBIl.

　　所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl

　　所以Δx=

　　电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下.

磁场对电流的作用教案4

　　目标：

　　1．通过演示实验，确认磁场对电流有力的作用。

　　2．了解通电导体在磁场中受到力的方向跟哪些因素有关。

　　3．通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中的转动情况。

　　4．知道直流电动机的构造及工作原理，了解换向器的作用。

　　5．通过观察演示实验，培养学生的观察能力和分析问题能力。激发学生探究自然规律的兴趣。

　　教学重点：磁场对电流的.作用；通电导体在磁场中的受力方向与什么有关

　　教学难点：磁场对通电线圈的作用分析；直流电动机换向器的作用分析

　　教学过程：

　　一、预习交流：

　　1．磁场对电流有的作用。力的方向与和有关。

　　2．直流电动机的构造：磁极、线圈、换向器、电刷。

　　3．直流电动机通电转动时，

　　工作原理：________________________________。

　　能量转化：________________________________。

　　平衡位置是指_____________________________________________________。

　　转向跟________________和________________有关。

　　转速跟________________和________________有关。

　　二、互动突破：

　　活动一：观察磁场对通电直导线的作用

　　（1）如图所示组装实验器材。

　　（2）给直导线通电，会发现直导线。

　　（3）磁场方向不变，改变直导线中的电流方向，会发现直导线。

　　（4）电流方向不变，改变磁场方向，会发现直导线。

　　实验表明：磁场对电流，力的方向与和有关。

　　活动二：观察磁场对通电线圈的作用

　　观察与思考：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示。闭合开关，观察到的现象是：

　　通电线圈（能/不能）在磁场中转动；

　　通电线圈（能/不能）在磁场中持续转动下去。

　　活动三：怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？

　　（1）信息快递：

　　通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到磁场的作用力是一对，这个位置称为。

　　（2）分析：当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变______________________，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。完成这一任务的装置就是____________。它的作用是________________________________________________________________。

　　（3）直流电动机的工作原理是，它工作时将能转化为能。

　　三、当堂评价：

　　完成“WWW”

　　四、总结提高：

　　五、当堂训练：

　　1．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟和有关．如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向；如果这两者的方向同时改变，则力的方向______。

　　2．电动机是利用______________________的原理制成的．电动机工作时主要是把______能转化为_________能．直流电动机是用定期改变线圈中的电流方向，从而使电动机能够连续不停地转动．

　　3．下列设备中没有使用电动机的是（）

　　A．电风扇、收录机 B．空调器、计算机

　　C．电冰箱、微波炉 D．电话机、电视机

　　4．通电导体在磁场里所受力的方向（）

　　A．跟电流方向和磁感线方向有关 B．只跟电流方向有关，跟磁感线方向无关

　　C．只跟磁感线方向有关，跟电流方向无关 D．跟电流方向和磁感线方向都无关

　　5．电动机的作用是：

磁场对电流的作用教案5

　　一、教学目标

　　1、掌握磁场对电流作用的计算方法。

　　2、掌握左手定则。

　　二、重点、难点分析

　　1、重点是在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向。

　　2、计算磁场力时，对通电导线在磁场中的不同空间位置，正确地运用不同的三角函数和题目提供的方位角来计算是难点。

　　三、主要教学过程

　　（一）引入新课

　　复习提问：

　　1、磁感应强度是由什么决定的？

　　答：磁感应强度是由产生磁场的场电流的大小、分布和空间位置确定的。

　　2、磁感应强度的定义式是什么？

　　3、磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？

　　成立。

　　4、垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm，通电电流强度I=10A，若它所受的磁场力F=5N，求（1）该磁场的磁感应强度B是多少？（2）若导线平行磁场方向。

　　答：因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式

　　5、若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的'磁场力是多少？

　　答：当电流仍为I=10A，L‖B时，该处磁感应强度不变，仍为B=0。5T，而通电导线所受磁场力F为零。

　　（二）教学过程设计

　　1、磁场对电流的作用（板书）

　　我们已经了解到通电直导线垂直磁场方向放入磁场，它将受到磁场力的作用，根据磁感应强度的定义式可以得出：

　　F=BIL

　　当通电导线平行磁场方向放入磁场中，它所受的磁场力为零。看来运用F=BIL来计算磁场对电流的作用力的大小是有条件的，必须满足L⊥B。

　　磁场力方向的确定，由左手定则来判断。

　　提问：如果通电导线与磁感应强度的夹角为θ时，如图1所示磁场力的大小是多少？怎样计算？

　　让学生讨论得出正确的结果。

　　我们已知，当L⊥B时，通电导线受磁场力，F=BIL，而当L∥B时F=0，启发学生将B分解成垂直L的B⊥和平行L的B∥，因平行L的B∥对导线作用力为零，所以实际上磁场B对导线L的作用力就是它的垂直分量B⊥对导线的作用力，如图2所示。即

　　F＝ILB⊥=ILBsinθ

　　磁场对电流的作用力——安培力（板书）

　　大小：F=ILBsinθ（θ是L、B间夹角）

　　方向：由左手定则确定。

　　黑板上演算题：下列图3中的通电导线长均为L=20cm，通电电流强度均为I=5A，它们放入磁感应强度均为B=0。8T的匀强磁场中，求它们所受磁场力（安培力）。

　　让五个同学上黑板上做，其他同学在课堂练习本上做，若有做错的，讲明错在哪儿，正确解应是多少，并把判断和描述磁场力方向的方法再给学生讲解一下（如图4示）。

　　例1、两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。

　　分析：如图5所示，A、B两根输电线，电流方向相反。通电导线B处在通电导线A产生的磁场中，受到A产生的磁场的磁场力作用；通电导线A处在通电导线B产生的磁场中，受到B产生的磁场的磁场力作用。我们可以先用安培定则确定通电导线B在导线A处的磁场方向BB，再用左手定则确定通电导线A受到的磁场力FA的方向；同理，再用安培定则先确定通电导线A在导线B处的磁场方向BA，再用左手定则确定通电导线B受到的磁场力FB的方向。经分析得出反向电流的两根平行导线间存在的相互作用力是斥力。

　　完成上述分析，可以让同学在课堂作业本上画出电流方向相同的平行导线间的相互作用力，自己得出同向电流的两根平行导线间存在的相互作用是引力。

　　例2、斜角为θ=30°的光滑导体滑轨A和B，上端接入一电动势E=3V、内阻不计的电源，滑轨间距为L=10厘米，将一个质量为m=30g，电阻R=0。5Ω的金属棒水平放置在滑轨上，若滑轨周围存在着垂直于滑轨平面的匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图6，求滑轨周围空间的磁场方向和磁感应强度的大小是多少？

　　解：合上开关S后金属棒上有电流流过，且金属棒保持静止，由闭合电路欧姆定律

　　金属棒静止在滑轨上，它受到重力mg1和滑轮支持力N的作用，因轨道光滑，二力金属棒不可能平衡，它必然还受到垂直于滑轨平面的磁场的安培力作用才能平衡，根据题意和左手定则判断出，磁场方向垂直滑轨面斜向下，金属棒受到磁场的安培力沿斜面向上，如图7所示，由进一步受力分析得出，若金属棒平衡，则它受到的安培力F应与重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等，方向相反：

　　F—mgsinθ=0……①

　　又F=BIL代入①得BIL=mgsinθ

　　（三）课堂小结

　　1、当通电直导线垂直磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力，F=BIL；当通电直导线平行磁场方向放入磁场中时受到磁场的安培力为零。

　　2、当通电直导线在磁场中，导线与磁场方向间的夹角为θ时，通电导线受到磁场的安培力F=ILBsinθ。

　　3、磁场对通电直导线的安培力的方向，用左手定则来判断。（其内容在书中p、226）

　　课外作业：物理第三册（选修）p、227练习二。